JP2000330024A - 内視鏡対物変倍光学系 - Google Patents
内視鏡対物変倍光学系Info
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Abstract
性能な対物変倍光学系を得ること。 【構成】 物体側から順に、負の第1レンズ群10と、
明るさ絞りSと、正の第2レンズ群20と、負の第3レ
ンズ群30とから構成され、変倍に際し、第1レンズ群
10は不動であり、第2レンズ群20と第3レンズ群3
0とが、物像間距離を変化させないように光軸上を移動
する内視鏡対物変倍光学系。
Description
系に関する。
観察のニーズが増加傾向にあり、そのニーズに応えるた
めの内視鏡が登場してきている。従来のこのような内視
鏡としては、例えば、特開昭51−44937号公報
や、特開平1−279219号公報に記載のものがあ
り、視野角120゜程度の通常観察と拡大観察ができる
対物変倍光学系を備えているが、変倍時に焦点の合う物
点が移動する(物像間距離が変化する)ため、変倍と同
時にフォーカシング(レンズ群全体(体内挿入部先端)
の移動)が必要となり、操作性が悪かった。また、拡大
観察時(長焦点距離)に物像間距離が短くなると、被写
界深度が浅くなるため、正確なフォーカシングが必要と
なり、このことも内視鏡の操作性を損なわせていた。
ない、小型で高性能な対物変倍光学系を得ることを目的
とする。
側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、明る
さ絞りと、正の屈折力を有する第2レンズ群と、負の屈
折力を有する第3レンズ群とから構成され、変倍に際
し、第1レンズ群は不動であり、第2レンズ群と第3レ
ンズ群とが、物像間距離を変化させないように光軸上を
移動することを特徴としている。
件式(1)、(2)を満足することが好ましい。 (1)0.5<Y/f2<0.8 (2)0.15<|Y/f3|<0.4 但し、 Y:最大像高、 fi:第iレンズ群の焦点距離(i=1,2,3)、 である。
次の条件式(3)を満足させることが好ましい。 (3)0.5<|Y/f1|<0.8
は、図10の簡易移動図に示すように、物体側から順
に、負の第1レンズ群10と、明るさ絞りSと、正の第
2レンズ群20と、負の第3レンズ群30とからなって
いる。この対物変倍光学系は、変倍に際し、第1レンズ
群10は不動であり、第2レンズ群20と第3レンズ群
30が光軸上を移動する。
第2レンズ群が担っているが、第2レンズ群の移動によ
り物点も移動するため、負の第3レンズ群の移動でこの
物点の移動を補正して物像間距離の変わらない変倍光学
系を得ている。
関するものである。条件式(1)の下限を越えて、第2
レンズ群の正の屈折力が弱くなると、必要な倍率を得る
ために第2レンズ群の移動量が大きくなり、光学系の大
型化を招く。また、長焦点距離端でのFナンバーが大き
くなる。条件式(1)の下限を越えて第2レンズ群の屈
折力が強くなると、短焦点距離端から長焦点距離端まで
の諸収差をバランスよく補正することが困難となる。特
に、長焦点距離端での像面湾曲がアンダーとなる。
関するものである。条件式(2)の下限を越えて、第3
レンズ群の負の屈折力が弱くなると、物点の移動を補正
するための第3レンズ群の移動量が大きくなり、光学系
の大型化を招く。条件式(2)の上限を越えて第3レン
ズ群の屈折力が強くなると、短焦点距離端において射出
瞳位置を十分に像面から遠ざけることができず、良好な
テレセントリック性が得られないため、カラー撮像素子
を用いる電子内視鏡に適用すると、色ムラなどの問題が
発生する。
関するものである。条件式(3)の下限を越えると、短
焦点距離端で広い視野角とフィルター類を配置するため
に必要なバックフォーカスが得られなくなる。条件式
(3)の上限を越えると、バックフォーカスが長くなり
すぎて全長(第1レンズ群の最も物体側のレンズの物体
側の面から第2レンズ群の最も像側のレンズの像側の面
までの距離)が長くなる。そのため、スコープ先端部の
湾曲操作性が低下する。
球面収差で表される色収差図及び倍率色収差図中のd
線、g線、C線はそれぞれの波長に対する収差であり、
Sはサジタル、Mはメリディオナルである。また、表中
のFNOはFナンバー、fは全系の焦点距離、Wは半画角
(゜)、fBはバックフォーカス(最も像側の面から像
面(撮像面)までの空気換換算距離)、Mは横倍率、u
-1は物体距離、rは曲率半径、dはレンズ厚またはレン
ズ間隔、Nd はd線の屈折率、νはアッベ数を示す。
内視鏡対物変倍光学系の実施例1を示す。図1はレンズ
構成図であり、第1レンズ群10は、負の単レンズで構
成され、第2レンズ群20は、物体側から順に、正レン
ズ、正レンズと負レンズの接合レンズで構成され、第3
レンズ群30は負の単レンズで構成されている。r10
〜r13は撮像素子の撮像面の前に置かれたフィルター
類Gである。図2、図3はそれぞれ、この内視鏡対物変
倍光学系の短焦点距離端、長焦点距離端における諸収差
図、表1はその数値データである。
内視鏡対物変倍光学系の実施例2を示す。図4はレンズ
構成図であり、第1レンズ群10は、負の単レンズで構
成され、第2レンズ群20は、物体側から順に、正レン
ズ、正レンズと負レンズの接合レンズで構成され、第3
レンズ群30は負レンズと正レンズの接合レンズで構成
されている。r11〜r13はフィルター類Gである。
図5、図6はそれぞれ、この内視鏡対物変倍光学系の短
焦点距離端、長焦点距離端における諸収差図、表2はそ
の数値データである。
内視鏡対物変倍光学系の実施例3を示す。図7はレンズ
構成図であり、図8、図9はそれぞれ、この内視鏡対物
変倍光学系の短焦点距離端、長焦点距離端における諸収
差図、表3はその数値データである。基本的なレンズ構
成は実施例1と同様である。
す。
く補正されている。また、いずれの実施例も物体距離
(u-1)は一定(10mm)である。すなわち、第1レンズ
群は固定であり、第1レンズ群の物体側の面から像面ま
での距離が一定であるから、物像間距離も一定である。
変化しない、内視鏡に好適な小型・高性能な内視鏡対物
変倍光学系を得ることができる。
成図である。
差図である。
差図である。
成図である。
差図である。
差図である。
成図である。
差図である。
差図である。
である。
Claims (3)
- 【請求項1】 物体側から順に、負の屈折力を有する第
1レンズ群と、明るさ絞りと、正の屈折力を有する第2
レンズ群と、負の屈折力を有する第3レンズ群とから構
成され、 変倍に際し、第1レンズ群は不動であり、第2レンズ群
と第3レンズ群とが、物像間距離を変化させないように
光軸上を移動することを特徴とする内視鏡対物変倍光学
系。 - 【請求項2】 請求項1記載の内視鏡対物変倍光学系に
おいて、次の条件式(1)、(2)を満足する内視鏡対
物変倍光学系。 (1)0.5<Y/f2<0.8 (2)0.15<|Y/f3|<0.4 但し、 Y:最大像高、 fi:第iレンズ群の焦点距離(i=1,2,3)。 - 【請求項3】 請求項1または2記載の内視鏡対物変倍
光学系において、上記第1レンズ群は負の単レンズから
なり、次の条件式(3)を満足する内視鏡対物変倍光学
系。 (3)0.5<|Y/f1|<0.8
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- 1999-05-20 JP JP14003199A patent/JP4406112B2/ja not_active Expired - Fee Related
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